JP2002164485A - 半導体モジュール - Google Patents
半導体モジュールInfo
- Publication number
- JP2002164485A JP2002164485A JP2000361520A JP2000361520A JP2002164485A JP 2002164485 A JP2002164485 A JP 2002164485A JP 2000361520 A JP2000361520 A JP 2000361520A JP 2000361520 A JP2000361520 A JP 2000361520A JP 2002164485 A JP2002164485 A JP 2002164485A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- conductive insulating
- insulating substrate
- semiconductor chip
- heat conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】半導体チップをその両面から効率的に冷却する
ことができる半導体モジュールを提供する。 【解決手段】発熱源となる半導体チップ（３０）の第１
主面（３０ａ）に接合される回路パターンを有する第１
熱伝導性絶縁基板（１０）と、その半導体チップの反対
側に接合される回路パターンを有する第２熱伝導性絶縁
基板（２０）と、それらの第１熱伝導性絶縁基板と第２
熱伝導性絶縁基板との間を熱伝導可能に接合する熱伝導
体（４０）と、第１熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導性絶
縁基板との少なくとも一方に設けられた放熱板と、を備
えることを特徴とする半導体モジュール。
ことができる半導体モジュールを提供する。 【解決手段】発熱源となる半導体チップ（３０）の第１
主面（３０ａ）に接合される回路パターンを有する第１
熱伝導性絶縁基板（１０）と、その半導体チップの反対
側に接合される回路パターンを有する第２熱伝導性絶縁
基板（２０）と、それらの第１熱伝導性絶縁基板と第２
熱伝導性絶縁基板との間を熱伝導可能に接合する熱伝導
体（４０）と、第１熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導性絶
縁基板との少なくとも一方に設けられた放熱板と、を備
えることを特徴とする半導体モジュール。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップ（パ
ワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）の発熱を効率的に放熱
させることができる半導体モジュールに関するものであ
る。
ワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ等）の発熱を効率的に放熱
させることができる半導体モジュールに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】パワーＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等の半導
体チップは、大電流を制御する素子であるため、自己発
熱が大きい。例えば、インバータ装置のインバータ回路
等に使用される半導体モジュールの場合、半導体チップ
に数十〜数百Ａ程度の大電流が流れ、半導体チップは相
当大きな発熱を伴う。従って、このような半導体モジュ
ールを製作する場合、その冷却性（放熱性）を十分高め
る必要がある。
体チップは、大電流を制御する素子であるため、自己発
熱が大きい。例えば、インバータ装置のインバータ回路
等に使用される半導体モジュールの場合、半導体チップ
に数十〜数百Ａ程度の大電流が流れ、半導体チップは相
当大きな発熱を伴う。従って、このような半導体モジュ
ールを製作する場合、その冷却性（放熱性）を十分高め
る必要がある。
【０００３】そこで、従来の半導体モジュールでは、図
６に示すように、熱伝導性の良い両面銅張りセラミック
ス絶縁基板上に形成された銅パターン（回路パターン）
と半導体チップの下面（下側の主面）とをハンダ等で接
合すると共に、その絶縁基板の裏面（半導体チップの反
対側）に形成された銅板面に放熱板（ヒートシンク）を
接合し、半導体チップの発熱を両面銅張りセラミック絶
縁基板を通じて放熱板から放熱させていた。なお、図６
中のワイヤは、半導体チップの電極と絶縁基板の回路パ
ターンとを接続するものであり、外部電極と半導体モジ
ュールとの接続は、図示しないワイヤを介して行われて
いる。
６に示すように、熱伝導性の良い両面銅張りセラミック
ス絶縁基板上に形成された銅パターン（回路パターン）
と半導体チップの下面（下側の主面）とをハンダ等で接
合すると共に、その絶縁基板の裏面（半導体チップの反
対側）に形成された銅板面に放熱板（ヒートシンク）を
接合し、半導体チップの発熱を両面銅張りセラミック絶
縁基板を通じて放熱板から放熱させていた。なお、図６
中のワイヤは、半導体チップの電極と絶縁基板の回路パ
ターンとを接続するものであり、外部電極と半導体モジ
ュールとの接続は、図示しないワイヤを介して行われて
いる。
【０００４】ところで、最近、半導体モジュールの小型
化や高集積化が求められているため、従来の放熱構造で
は、十分な放熱を確保することが困難となりつつあり、
特に、絶縁基板上に複数の半導体チップが搭載された
り、流れる電流量が増大すると、その傾向は一層顕著と
なる。このような観点から、半導体チップの両面から放
熱を行わせて、半導体チップを効率的に冷却することが
提案されている。例えば、特開平５−３２６８３０号公
報や特開平１０−５６１３１号公報にそれに関する開示
ある。しかし、前者の公報に記載のものでは、一方への
放熱をゲルを介して行っているため、放熱性が好ましく
ない。また、後者の公報に記載のものでは、半導体チッ
プを絶縁基板で挟み込んでいるに過ぎず、放熱経路が考
慮されていないため、その放熱性が疑問である。また、
両者とも、ゲルを必要としたり、絶縁基板上の銅パター
ンの延長を必要とするため、半導体モジュールの設計自
由度が制限されてしまう。
化や高集積化が求められているため、従来の放熱構造で
は、十分な放熱を確保することが困難となりつつあり、
特に、絶縁基板上に複数の半導体チップが搭載された
り、流れる電流量が増大すると、その傾向は一層顕著と
なる。このような観点から、半導体チップの両面から放
熱を行わせて、半導体チップを効率的に冷却することが
提案されている。例えば、特開平５−３２６８３０号公
報や特開平１０−５６１３１号公報にそれに関する開示
ある。しかし、前者の公報に記載のものでは、一方への
放熱をゲルを介して行っているため、放熱性が好ましく
ない。また、後者の公報に記載のものでは、半導体チッ
プを絶縁基板で挟み込んでいるに過ぎず、放熱経路が考
慮されていないため、その放熱性が疑問である。また、
両者とも、ゲルを必要としたり、絶縁基板上の銅パター
ンの延長を必要とするため、半導体モジュールの設計自
由度が制限されてしまう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みてなされたものであり、半導体チップの両主
面からの放熱経路を確保して、半導体チップからの効率
的な放熱を確保することができる半導体モジュールを提
供することを目的とする。
事情に鑑みてなされたものであり、半導体チップの両主
面からの放熱経路を確保して、半導体チップからの効率
的な放熱を確保することができる半導体モジュールを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者は、この課題を
解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、半導体
チップの両側に接合される熱伝導性絶縁基板の間に熱伝
導体を設け、この熱伝導体を介して半導体チップの発熱
を放熱板に効率的に導くことを思い付き、本発明の半導
体モジュールを開発するに至ったものである。
解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、半導体
チップの両側に接合される熱伝導性絶縁基板の間に熱伝
導体を設け、この熱伝導体を介して半導体チップの発熱
を放熱板に効率的に導くことを思い付き、本発明の半導
体モジュールを開発するに至ったものである。
【０００７】すなわち、本発明の半導体モジュールは、
平行な第１主面と第２主面とを有する発熱源となる半導
体チップと、該半導体チップの第１主面が接合される第
１熱伝導性絶縁基板と、該半導体チップの第２主面が接
合される第２熱伝導性絶縁基板と、該第１熱伝導性絶縁
基板と該第２熱伝導性絶縁基板との間を熱伝導可能に接
合する熱伝導体と、該第１熱伝導性絶縁基板と該第２熱
伝導性絶縁基板との少なくとも一方の、該半導体チップ
と反対側にある面に接合された放熱板と、を備えること
を特徴とする。
平行な第１主面と第２主面とを有する発熱源となる半導
体チップと、該半導体チップの第１主面が接合される第
１熱伝導性絶縁基板と、該半導体チップの第２主面が接
合される第２熱伝導性絶縁基板と、該第１熱伝導性絶縁
基板と該第２熱伝導性絶縁基板との間を熱伝導可能に接
合する熱伝導体と、該第１熱伝導性絶縁基板と該第２熱
伝導性絶縁基板との少なくとも一方の、該半導体チップ
と反対側にある面に接合された放熱板と、を備えること
を特徴とする。
【０００８】本発明の半導体モジュールによれば、半導
体チップの発熱は、半導体チップの第１主面から第１熱
伝導性絶縁基板へ、また第２主面から第２熱伝導性絶縁
基板へと、熱伝達されることとなる。つまり、半導体チ
ップの発熱は、その両面側から、各熱伝導性絶縁基板に
放熱されていくこととなる。ここで、第１熱伝導性絶縁
基板と第２熱伝導性絶縁基板とは、熱伝導体により熱伝
導可能に接合されているため、両者の間に温度勾配があ
ると、高温側から低温側に熱流が生じる。そして、第１
熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導性絶縁基板との少なくと
も一方に放熱板が設けられているから、半導体チップで
生じた熱は、その少なくとも一方の熱伝導性絶縁基板を
介して放熱板に流れ込み、放熱板から放熱される。
体チップの発熱は、半導体チップの第１主面から第１熱
伝導性絶縁基板へ、また第２主面から第２熱伝導性絶縁
基板へと、熱伝達されることとなる。つまり、半導体チ
ップの発熱は、その両面側から、各熱伝導性絶縁基板に
放熱されていくこととなる。ここで、第１熱伝導性絶縁
基板と第２熱伝導性絶縁基板とは、熱伝導体により熱伝
導可能に接合されているため、両者の間に温度勾配があ
ると、高温側から低温側に熱流が生じる。そして、第１
熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導性絶縁基板との少なくと
も一方に放熱板が設けられているから、半導体チップで
生じた熱は、その少なくとも一方の熱伝導性絶縁基板を
介して放熱板に流れ込み、放熱板から放熱される。
【０００９】従って、例えば、放熱板が第１熱伝導性絶
縁基板側にのみ設けられているとしても、第２熱伝導性
絶縁基板が半導体チップから受熱した熱は、熱伝導体を
通って第１熱伝導性絶縁基板に伝達され、第１熱伝導性
絶縁基板側に設けた放熱板から放熱されることとなる。
このように、仮に放熱板が片側のみでも、半導体チップ
の発熱は放熱板から効率的に放熱され、半導体チップは
両面から冷却されることとなる。そしてこの場合、放熱
板が片側のみであるから、半導体モジュールやそれを使
用した装置の小型化も図れることとなる。
縁基板側にのみ設けられているとしても、第２熱伝導性
絶縁基板が半導体チップから受熱した熱は、熱伝導体を
通って第１熱伝導性絶縁基板に伝達され、第１熱伝導性
絶縁基板側に設けた放熱板から放熱されることとなる。
このように、仮に放熱板が片側のみでも、半導体チップ
の発熱は放熱板から効率的に放熱され、半導体チップは
両面から冷却されることとなる。そしてこの場合、放熱
板が片側のみであるから、半導体モジュールやそれを使
用した装置の小型化も図れることとなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】半導体モジュールに関する実施形
態を挙げて本発明をより具体的に説明する。 （１）本発明の半導体モジュールは、前記放熱板が、前
記第１熱伝導性絶縁基板に接合される第１放熱板と前記
第２熱伝導性絶縁基板に接合される第２放熱板とからな
ると、好適である。第１熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導
性絶縁基板との両側に、それぞれ、第１放熱板と第２放
熱板とを設けることにより、半導体チップの放熱性向上
を図れる。このとき、熱伝導体が両熱伝導性絶縁基板間
に存在するため、両熱伝導性絶縁基板での温度勾配が均
衡し易いことは勿論だが、放熱板を両側に設けることに
より、半導体チップの両側が略対称な形態となり、半導
体モジュール全体の温度分布も均衡し易くなり、熱歪み
等も抑制される。
態を挙げて本発明をより具体的に説明する。 （１）本発明の半導体モジュールは、前記放熱板が、前
記第１熱伝導性絶縁基板に接合される第１放熱板と前記
第２熱伝導性絶縁基板に接合される第２放熱板とからな
ると、好適である。第１熱伝導性絶縁基板と第２熱伝導
性絶縁基板との両側に、それぞれ、第１放熱板と第２放
熱板とを設けることにより、半導体チップの放熱性向上
を図れる。このとき、熱伝導体が両熱伝導性絶縁基板間
に存在するため、両熱伝導性絶縁基板での温度勾配が均
衡し易いことは勿論だが、放熱板を両側に設けることに
より、半導体チップの両側が略対称な形態となり、半導
体モジュール全体の温度分布も均衡し易くなり、熱歪み
等も抑制される。
【００１１】（２）本発明の半導体モジュールは、半導
体チップが作動してスイッチングや増幅等を行うもので
あるから、制御電極への電圧の印可や電流の入出力を行
うために、熱伝導性絶縁基板上の回路パターンと外部電
極とが接続されている必要がある。そこで、例えば、前
記半導体チップは、前記第１主面と前記第２主面との少
なくとも一方に電極を有し、前記第１熱伝導性絶縁基板
と前記第２熱伝導性絶縁基板との少なくとも一方は、該
半導体チップ側に該半導体チップの電極が接合される回
路パターンを有し、該少なくとも一つの回路パターンに
外部電極がワイヤ接続される構成とすることができる。
体チップが作動してスイッチングや増幅等を行うもので
あるから、制御電極への電圧の印可や電流の入出力を行
うために、熱伝導性絶縁基板上の回路パターンと外部電
極とが接続されている必要がある。そこで、例えば、前
記半導体チップは、前記第１主面と前記第２主面との少
なくとも一方に電極を有し、前記第１熱伝導性絶縁基板
と前記第２熱伝導性絶縁基板との少なくとも一方は、該
半導体チップ側に該半導体チップの電極が接合される回
路パターンを有し、該少なくとも一つの回路パターンに
外部電極がワイヤ接続される構成とすることができる。
【００１２】また、ワイヤ接続に限らず、例えば外部電
極を延長等して、前記半導体チップの電極が接合され
る、前記第１熱伝導性絶縁基板と前記第２熱伝導性絶縁
基板との少なくとも一方に形成された回路パターンに、
外部電極が直接接続されるようにしても良い。さらに、
前記熱伝導体を利用して、この熱伝導体と前記外部電極
とを一体構造としても良い。
極を延長等して、前記半導体チップの電極が接合され
る、前記第１熱伝導性絶縁基板と前記第２熱伝導性絶縁
基板との少なくとも一方に形成された回路パターンに、
外部電極が直接接続されるようにしても良い。さらに、
前記熱伝導体を利用して、この熱伝導体と前記外部電極
とを一体構造としても良い。
【００１３】（３）本発明に係る半導体チップは、少な
くとも一方の主面に電極を有すればよいから、一方の熱
伝導性絶縁基板の片面にのみ、回路パターンを設け、回
路パターンとその電極とを接続させて、その半導体チッ
プを表面実装することも可能である。この場合、半導体
チップの電極が接合されない熱伝導性絶縁基板には、回
路パターンが必ずしも形成されている必要はないが、半
導体チップとの接合を容易とし、また、熱伝達性を向上
させるために、その熱伝導性絶縁基板の表面が金属箔等
で覆われているか、その表面に回路パターンが形成され
ていると好ましい。
くとも一方の主面に電極を有すればよいから、一方の熱
伝導性絶縁基板の片面にのみ、回路パターンを設け、回
路パターンとその電極とを接続させて、その半導体チッ
プを表面実装することも可能である。この場合、半導体
チップの電極が接合されない熱伝導性絶縁基板には、回
路パターンが必ずしも形成されている必要はないが、半
導体チップとの接合を容易とし、また、熱伝達性を向上
させるために、その熱伝導性絶縁基板の表面が金属箔等
で覆われているか、その表面に回路パターンが形成され
ていると好ましい。
【００１４】また、半導体チップの種類によっては、両
主面に電極を有する場合が多く、第１熱伝導性絶縁基板
と第２熱伝導性絶縁基板との各回路パターン上に、異な
る半導体チップを上下対称に表面実装する場合もある。
このような場合、第１熱伝導性絶縁基板の回路パターン
と第２熱伝導性絶縁基板の回路パターンとの間で電気導
通可能であると、好都合である。
主面に電極を有する場合が多く、第１熱伝導性絶縁基板
と第２熱伝導性絶縁基板との各回路パターン上に、異な
る半導体チップを上下対称に表面実装する場合もある。
このような場合、第１熱伝導性絶縁基板の回路パターン
と第２熱伝導性絶縁基板の回路パターンとの間で電気導
通可能であると、好都合である。
【００１５】そこで、前記熱伝導体が、前記第１熱伝導
性絶縁基板の前記半導体チップ側に形成された回路パタ
ーンと前記第２熱伝導性絶縁基板の該半導体チップ側に
形成された回路パターンとを電気導通可能に接合する導
電体であると、両熱伝導性絶縁基板間の導通を簡易にし
またはコンパクトに達成することができる。
性絶縁基板の前記半導体チップ側に形成された回路パタ
ーンと前記第２熱伝導性絶縁基板の該半導体チップ側に
形成された回路パターンとを電気導通可能に接合する導
電体であると、両熱伝導性絶縁基板間の導通を簡易にし
またはコンパクトに達成することができる。
【００１６】（４）なお、本発明に係る半導体モジュー
ルに用いられる半導体チップは、その種類、規格、許容
電流量等が限定されるものではない。また、上述してき
た「第１」、「第２」という呼称は、便宜上のものに過
ぎず、半導体チップ（特に、その電極）や放熱板との配
置関係が制限されるものではない。
ルに用いられる半導体チップは、その種類、規格、許容
電流量等が限定されるものではない。また、上述してき
た「第１」、「第２」という呼称は、便宜上のものに過
ぎず、半導体チップ（特に、その電極）や放熱板との配
置関係が制限されるものではない。
【００１７】熱伝導性絶縁基板上に形成される回路パタ
ーンは、その長短が問題ではなく、半導体チップまたは
熱伝導体を接合できるものであれば足る。また、回路パ
ターンは、金属膜（板）により形成されておれば良く、
銅パターンに限られるものではない。さらに、この回路
パターンには、単に熱伝導性絶縁基板の表面が銅箔等で
覆われているだけの場合も含む。
ーンは、その長短が問題ではなく、半導体チップまたは
熱伝導体を接合できるものであれば足る。また、回路パ
ターンは、金属膜（板）により形成されておれば良く、
銅パターンに限られるものではない。さらに、この回路
パターンには、単に熱伝導性絶縁基板の表面が銅箔等で
覆われているだけの場合も含む。
【００１８】熱伝導体も、熱伝導性に優れるものであれ
ば樹脂でも金属でもセラミックでも良いが、導電体とす
る場合は、熱伝導性と導電性に優れる金属製であること
が好ましい。
ば樹脂でも金属でもセラミックでも良いが、導電体とす
る場合は、熱伝導性と導電性に優れる金属製であること
が好ましい。
【００１９】放熱板も、熱伝導性や熱伝達性に優れるも
のが好ましく、例えば、アルミニウム合金等の軽合金製
とすると、軽量でもあり、好適である。また、放熱板に
フィン等を形成して、放熱面積を拡大させると、一層放
熱性が向上して好ましい。この放熱板は、特別に設けた
板状体である必要はなく、例えば、半導体モジュールを
収納するケースやハウジングの壁面を利用したものでも
良い。
のが好ましく、例えば、アルミニウム合金等の軽合金製
とすると、軽量でもあり、好適である。また、放熱板に
フィン等を形成して、放熱面積を拡大させると、一層放
熱性が向上して好ましい。この放熱板は、特別に設けた
板状体である必要はなく、例えば、半導体モジュールを
収納するケースやハウジングの壁面を利用したものでも
良い。
【００２０】熱伝導性絶縁基板は、その材質を問わない
が、例えば、窒化アルミニウムからなるセラミックス製
基板を利用すると、熱伝導性に優れ、さらに、両面に銅
パターンが形成された両面銅張りセラミックス基板を利
用すると、回路パターンの形成が用意であると共に、熱
伝導性絶縁基板と、半導体チップや放熱板との接合が容
易である。
が、例えば、窒化アルミニウムからなるセラミックス製
基板を利用すると、熱伝導性に優れ、さらに、両面に銅
パターンが形成された両面銅張りセラミックス基板を利
用すると、回路パターンの形成が用意であると共に、熱
伝導性絶縁基板と、半導体チップや放熱板との接合が容
易である。
【００２１】
【実施例】以下に、本発明の半導体モジュールに係る実
施例を挙げて、より詳細に本発明を説明する。本発明に
係る第１実施例である半導体モジュール１００は、三相
誘導電動機（三相モータ）の駆動制御用のインバータ装
置に使用されるものであり、図１および図２にその一相
分のモジュールを示した。図１はその断面図であり、図
２はその内部を示した斜視図である。
施例を挙げて、より詳細に本発明を説明する。本発明に
係る第１実施例である半導体モジュール１００は、三相
誘導電動機（三相モータ）の駆動制御用のインバータ装
置に使用されるものであり、図１および図２にその一相
分のモジュールを示した。図１はその断面図であり、図
２はその内部を示した斜視図である。
【００２２】半導体モジュール１００は、半導体チップ
３０と、その上下に配設された第１熱伝導性絶縁基板１
０および第２熱伝導性絶縁基板２０と、さらにそれらの
上下に配設された第１放熱板１１と、第２放熱板２１
と、第１放熱板１１および第２放熱板２１と共に半導体
モジュール１００のケーシングを形成する第１支持体１
５と第２支持体２５と、外部電極３５とからなる。
３０と、その上下に配設された第１熱伝導性絶縁基板１
０および第２熱伝導性絶縁基板２０と、さらにそれらの
上下に配設された第１放熱板１１と、第２放熱板２１
と、第１放熱板１１および第２放熱板２１と共に半導体
モジュール１００のケーシングを形成する第１支持体１
５と第２支持体２５と、外部電極３５とからなる。
【００２３】半導体チップ３０は、図上の上側に位置す
る第１主面３０ａに電極３０ｃを備えるパワーＭＯＳＦ
ＥＴからなり、ゲートＧへの印可電圧により、例えば、
Ｕ相へ流れる電流量を制御することができる。なお、こ
の等価回路を図３に示した。第１熱伝導性絶縁基板１０
と第２熱伝導性絶縁基板２０とは、窒化アルミニウム製
のセラミックス基板の両面に、０．５ｍｍ程度の銅板
（膜）が貼着された両面銅張りセラミックス基板であ
る。
る第１主面３０ａに電極３０ｃを備えるパワーＭＯＳＦ
ＥＴからなり、ゲートＧへの印可電圧により、例えば、
Ｕ相へ流れる電流量を制御することができる。なお、こ
の等価回路を図３に示した。第１熱伝導性絶縁基板１０
と第２熱伝導性絶縁基板２０とは、窒化アルミニウム製
のセラミックス基板の両面に、０．５ｍｍ程度の銅板
（膜）が貼着された両面銅張りセラミックス基板であ
る。
【００２４】第１熱伝導性絶縁基板１０の半導体チップ
３０側にある面には、銅パターン（回路パターン）１０
ａが形成されており、その銅パターン１０ａに半導体チ
ップ３０の電極３０ｃが、ハンダボール３１を用いて、
ろう付け（ハンダ付け）されている。一方、第１熱伝導
性絶縁基板１０の反対側の面には、銅パターン１０ｂが
形成されており、その銅パターン１０ｂの全面に第１放
熱板１１がハンダ付け（ろう付け）されている。第２熱
伝導性絶縁基板２０の銅パターン２０ａ、２０ｂと、半
導体チップ３０や第２放熱板２１との接合も同様であ
る。なお、第１放熱板１１と第２放熱板２１とは、共に
アルミニウム合金製である。さらに、アルミニウム合金
製の導電体４０が、第１熱伝導性絶縁基板１０の銅パタ
ーン１０ａと第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パターン２
０ａとに接合されており、両者間の熱伝導と電気伝導と
を可能としている。
３０側にある面には、銅パターン（回路パターン）１０
ａが形成されており、その銅パターン１０ａに半導体チ
ップ３０の電極３０ｃが、ハンダボール３１を用いて、
ろう付け（ハンダ付け）されている。一方、第１熱伝導
性絶縁基板１０の反対側の面には、銅パターン１０ｂが
形成されており、その銅パターン１０ｂの全面に第１放
熱板１１がハンダ付け（ろう付け）されている。第２熱
伝導性絶縁基板２０の銅パターン２０ａ、２０ｂと、半
導体チップ３０や第２放熱板２１との接合も同様であ
る。なお、第１放熱板１１と第２放熱板２１とは、共に
アルミニウム合金製である。さらに、アルミニウム合金
製の導電体４０が、第１熱伝導性絶縁基板１０の銅パタ
ーン１０ａと第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パターン２
０ａとに接合されており、両者間の熱伝導と電気伝導と
を可能としている。
【００２５】外部電極３５もアルミニウム合金製であ
り、第１支持体１５と第２支持体２５とに挟持されつつ
ケーシング内に延びている。そして、この外部電極３５
と第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パターン２０ａとがワ
イヤ３７により接続される。これにより、半導体チップ
３０の電極３０ｃと外部電極３５とは、銅パターン１０
ａ、導電体４０、銅パターン２０ａおよびワイヤ４０を
介して導通可能となる。
り、第１支持体１５と第２支持体２５とに挟持されつつ
ケーシング内に延びている。そして、この外部電極３５
と第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パターン２０ａとがワ
イヤ３７により接続される。これにより、半導体チップ
３０の電極３０ｃと外部電極３５とは、銅パターン１０
ａ、導電体４０、銅パターン２０ａおよびワイヤ４０を
介して導通可能となる。
【００２６】本発明に係る第２実施例である半導体モジ
ュール２００を図４に示す。第１実施例と同様の構成に
ついては、同じ符号を付した。半導体モジュール２００
は、外部電極２３５が第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パ
ターン２０ａに直接ハンダ付けされており、ワイヤ３７
を省略したものである。
ュール２００を図４に示す。第１実施例と同様の構成に
ついては、同じ符号を付した。半導体モジュール２００
は、外部電極２３５が第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パ
ターン２０ａに直接ハンダ付けされており、ワイヤ３７
を省略したものである。
【００２７】本発明に係る第３実施例である半導体モジ
ュール３００を図５に示す。第１実施例と同様の構成に
ついては、同じ符号を付した。半導体モジュール３００
は、外部電極３３５が第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パ
ターン２０ａに直接ハンダ付けされると共に、第１実施
例でいう導電体４０を兼ね備えたものである。
ュール３００を図５に示す。第１実施例と同様の構成に
ついては、同じ符号を付した。半導体モジュール３００
は、外部電極３３５が第２熱伝導性絶縁基板２０の銅パ
ターン２０ａに直接ハンダ付けされると共に、第１実施
例でいう導電体４０を兼ね備えたものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明の半導体モジュールによれば、半
導体チップをその両面から効率的に冷却することができ
る。
導体チップをその両面から効率的に冷却することができ
る。
【図１】本発明の第１実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施例の内部を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の第１実施例に係る等価回路図である。
【図４】本発明の第２実施例を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施例を示す断面図である。
【図６】従来の半導体モジュールを示す断面図である。
１００、２００、３００ 半導体モジュール １０ 第１熱伝導性絶縁基板 ２０ 第２熱伝導性絶縁基板 １１ 第１放熱板 ２１ 第２放熱板 ３０ 半導体チップ ３５ 外部電極 ４０ 導電体
Claims (6)
- 【請求項１】平行な第１主面と第２主面とを有する発熱
源となる半導体チップと、 該半導体チップの第１主面が接合される第１熱伝導性絶
縁基板と、 該半導体チップの第２主面が接合される第２熱伝導性絶
縁基板と、 該第１熱伝導性絶縁基板と該第２熱伝導性絶縁基板との
間を熱伝導可能に接合する熱伝導体と、 該第１熱伝導性絶縁基板と該第２熱伝導性絶縁基板との
少なくとも一方の、該半導体チップと反対側にある面に
接合された放熱板と、 を備えることを特徴とする半導体モジュール。 - 【請求項２】前記放熱板は、前記第１熱伝導性絶縁基板
に接合される第１放熱板と前記第２熱伝導性絶縁基板に
接合される第２放熱板とからなる請求項１記載の半導体
モジュール。 - 【請求項３】前記半導体チップは、前記第１主面と前記
第２主面との少なくとも一方に電極を有し、 前記第１熱伝導性絶縁基板と前記第２熱伝導性絶縁基板
との少なくとも一方は、該半導体チップ側に該半導体チ
ップの電極が接合される回路パターンを有し、 該少なくとも一つの回路パターンに外部電極がワイヤ接
続されている請求項１記載の半導体モジュール。 - 【請求項４】前記半導体チップは、前記第１主面と前記
第２主面との少なくとも一方に電極を有し、 前記第１熱伝導性絶縁基板と前記第２熱伝導性絶縁基板
との少なくとも一方は、該半導体チップ側に該半導体チ
ップの電極が接合される回路パターンを有し、 該少なくとも一つの回路パターンに外部電極が直接接続
されている請求項１記載の半導体モジュール。 - 【請求項５】前記熱伝導体と前記外部電極とが一体とな
っている請求項４記載の半導体モジュール。 - 【請求項６】前記熱伝導体は、前記第１熱伝導性絶縁基
板の前記半導体チップ側に形成された回路パターンと前
記第２熱伝導性絶縁基板の該半導体チップ側に形成され
た回路パターンとを電気導通可能に接合する導電体であ
る請求項１または５に記載の半導体モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361520A JP2002164485A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 半導体モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000361520A JP2002164485A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 半導体モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002164485A true JP2002164485A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18832941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361520A Pending JP2002164485A (ja) | 2000-11-28 | 2000-11-28 | 半導体モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002164485A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6933612B2 (en) | 2002-10-21 | 2005-08-23 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device with improved heatsink structure |
| JP2006120996A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Murata Mfg Co Ltd | 回路モジュール |
| US7247929B2 (en) | 2003-03-26 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Molded semiconductor device with heat conducting members |
| JP2008259267A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Hitachi Ltd | インバータ回路用の半導体モジュール |
| WO2009031638A1 (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | インバータ一体型電動圧縮機 |
| JP2009081308A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toshiba Corp | 半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 |
| US7982299B2 (en) | 2007-08-16 | 2011-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power semiconductor module |
| CN104701274A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 带有双散热器的功率模块 |
| CN105099564A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-11-25 | 苏州旭创科技有限公司 | 封装结构及光模块 |
| WO2019179259A1 (en) * | 2018-03-21 | 2019-09-26 | Bitmain Technologies Inc. | Chip heat dissipating structure, chip structure, circuit board, and computing device |
-
2000
- 2000-11-28 JP JP2000361520A patent/JP2002164485A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6933612B2 (en) | 2002-10-21 | 2005-08-23 | Nec Electronics Corporation | Semiconductor device with improved heatsink structure |
| US7247929B2 (en) | 2003-03-26 | 2007-07-24 | Denso Corporation | Molded semiconductor device with heat conducting members |
| DE102004014709B4 (de) * | 2003-03-26 | 2011-12-08 | Denso Corporation | Halbleiteranordnung mit Abstrahlungsteilen |
| JP2006120996A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Murata Mfg Co Ltd | 回路モジュール |
| JP2008259267A (ja) * | 2007-04-02 | 2008-10-23 | Hitachi Ltd | インバータ回路用の半導体モジュール |
| US7982299B2 (en) | 2007-08-16 | 2011-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power semiconductor module |
| US8162627B2 (en) | 2007-09-06 | 2012-04-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Integrated-inverter electric compressor |
| WO2009031638A1 (ja) * | 2007-09-06 | 2009-03-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | インバータ一体型電動圧縮機 |
| US7750448B2 (en) | 2007-09-26 | 2010-07-06 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor package and method for manufacturing the same |
| JP2009081308A (ja) * | 2007-09-26 | 2009-04-16 | Toshiba Corp | 半導体パッケージ及び半導体パッケージの製造方法 |
| CN104701274A (zh) * | 2013-12-10 | 2015-06-10 | 江苏宏微科技股份有限公司 | 带有双散热器的功率模块 |
| CN105099564A (zh) * | 2015-06-16 | 2015-11-25 | 苏州旭创科技有限公司 | 封装结构及光模块 |
| CN105099564B (zh) * | 2015-06-16 | 2018-04-10 | 苏州旭创科技有限公司 | 封装结构及光模块 |
| WO2019179259A1 (en) * | 2018-03-21 | 2019-09-26 | Bitmain Technologies Inc. | Chip heat dissipating structure, chip structure, circuit board, and computing device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9379083B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device | |
| US6563211B2 (en) | Semiconductor device for controlling electricity | |
| JP4192396B2 (ja) | 半導体スイッチングモジュ−ル及びそれを用いた半導体装置 | |
| US7274105B2 (en) | Thermal conductive electronics substrate and assembly | |
| US8324720B2 (en) | Power semiconductor module assembly with heat dissipating element | |
| US20070236883A1 (en) | Electronics assembly having heat sink substrate disposed in cooling vessel | |
| JP7284566B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH06252285A (ja) | 回路基板 | |
| JP2007335663A (ja) | 半導体モジュール | |
| JPH1056131A (ja) | 半導体装置 | |
| WO2005119896A1 (ja) | インバータ装置 | |
| JP2007012721A (ja) | パワー半導体モジュール | |
| JP2006303290A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2008028163A (ja) | パワーモジュール装置 | |
| JP2004006603A (ja) | 半導体パワーデバイス | |
| JP2002164485A (ja) | 半導体モジュール | |
| WO2022059251A1 (ja) | 半導体装置 | |
| JP2003250278A (ja) | 半導体装置 | |
| JP5217015B2 (ja) | 電力変換装置及びその製造方法 | |
| JP2004040900A (ja) | 半導体モジュール及び電力変換装置 | |
| JP2000058746A (ja) | モジュール内冷却装置 | |
| JP2009021445A (ja) | インバータ装置 | |
| JP3855726B2 (ja) | パワーモジュール | |
| JP2019212809A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2010062491A (ja) | 半導体装置および複合半導体装置 |